Диссертация (Имидазолиевые ионные жидкости в качестве экстрагентов, модификаторов кварцевого капилляра и хиральных селекторов в капиллярном электрофорезе), страница 3

Таким способом рассчитать ККМ для C4MImCl и С6MImCl оказалосьневозможно. В [17] построены графические зависимости ККМ от числа атомовККМ, мМуглерода в радикале для ИЖ состава CnMImCl (Рис. 2).количество атомов углерода, nРис. 2. Зависимость значения ККМ от длины алкильного радикала при25 С для ионных жидкостей состава CnMImCl [17].0Авторами [17] обнаружена непосредственная зависимость значенийККМ от гидрофобности ионных жидкостей, которая определялась какконстанта распределения вещества между водой и октан-1-олом.16Предложены различные способы определения гидрофобности методомВЭЖХ [21-23].Корреляция между гидрофобностью и временем удерживания веществав ОФ ВЭЖХ не является строго линейной [24].

Чем больше времяудерживания, тем выше гидрофобность аналита. При этом значения ККМ имеетККМ, мМлогарифмическую зависимость от времени удерживания ПАВ (Рис. 3.) [17].Время удерживания, минРис. 3. Зависимость ККМ ПАВ от времени удерживания в ВЭЖХ [17].Значения ККМ для ионных жидкостей ряда CnMImCl, полученныеразличными методами, представлены в табл. 1.Таблица 1. Критические концентрации мицеллообразования ионныхжидкостей состава CnMImCl, рассчитанные разными методами (25 0С) [17].Длинаалкильногорадикала вкатионе, n46810141618Критическая концентрация мицеллообразования (мМ)СреднееПо проводимостиПо поверхностномузначениерастворанатяжению раствораККМ22023422759.953.856.83.383.153.261.261.141.210.400.450.43ВременаудерживанияtR, мин5.827.178.219.0711.5412.0813.9217I.2.

Применение имидазолиевых ионных жидкостейI.2.1. Применение ионных жидкостей в жидкостной хроматографииI.2.1.1. Ионные жидкости в составе подвижной фазыНаиболее распространенный вариант ВЭЖХ — обращенно-фазовый, гдев качестве стационарных фаз используют силикагели с привитыми алкильнымирадикалами. На поверхности таких неподвижных фаз находятся остаточныесиланольные гидроксильные группы, диссоциирующие в рабочем диапазонепри 2.5 < pH < 7.5 и обладающие кислотными свойствами. Стационарная фазаприобретает отрицательный заряд и становится слабым катионообмеником, чтоприводит к увеличению времен удерживания положительно заряженныхпротонированных основных соединений.пикианалитовхарактеризуютсяВ результате хроматографическиенизкойэффективностьюивысокимикоэффициентами асимметрии.Существует несколько путей решения этой проблемы: использованиестационарных фаз, основанных не на силикагеле; проведение разделения прирН близком к 3; введение в состав подвижных фаз (ПФ) катионных илианионных добавок, которые могут взаимодействовать со стационарной фазой иблокировать силанольные гидроксильные группы.

Главными механизмамиподавления действия остаточных силанольных гидроксилов в последнем случаеявляются прямая нейтрализация анионных силанольных сайтов (для катионныхдобавок)игидрофобныевзаимодействиямеждумодификаторамиистационарной фазой с образованием бислоев, препятствующих проникновениюосновных аналитов к силанольным группам (Рис. 4). Классическими добавкамитакого рода являются амины и их производные [25‒27].В последнее время для этой цели в качестве модификаторов сталииспользовать ионные жидкости, вводимые в элюент при анализе смесейаминокислот [28], основных лекарственных препаратов [29, 30], алкалоидов18[31, 32], аминов [33-35], фталевых кислот [36], антибиотиков [37, 38],антидепрессантов [39], противовирусных препаратов [40], β-адреноблокаторов[41-45], гетероциклических ароматических аминов [46-48], белков [49].Механизм взаимодействия ИЖ со стационарной фазой более сложный,чем в случае аминов и додецилсульфата натрия (ДДСН).

Ионные жидкостиведут себя как двойные модификаторы с катионным и анионным характером:на поверхности неподвижной фазы могут адсорбироваться как катионы ИЖ,так и анионы, образуя двойной положительно или отрицательно заряженныйслой в зависимости от относительной силы адсорбции ионов [42, 50].Изучено влияние имидазолиевых ИЖ с различными алкильнымирадикалами на хроматографическое разделение смеси β-блокаторов на сорбентеС18 [42, 43]. В качестве референтных взяты катионная (триэтиламин) ианионная (ДДСН) модифицирующие добавки и исследован возможныймеханизм взаимодействий между аналитами и неподвижной фазой (Рис.

4).Обнаружено, что введение в состав подвижной фазы ИЖ со слабоадсорбирующимися анионами (Cl-, Br-) приводит к снижению параметровудерживания основных соединений. Замена ионов Cl- на BF4- или PF6-, т.е. наанионы, обладающие большим сродством к неподвижной фазе, привела кувеличению факторов удерживания β-блокаторов.19Рис. 4. Различные типы взаимодействий добавок в элюенте состационарной фазой C18: (а) ‒ триэтиламин, (б) ‒ ДДСН, (с) ‒ ионная жидкость[42].При добавлении незначительного количества ИЖ в состав ПФ, временаудерживания для всех аналитов снижаются, а эффективность увеличивается.Это обусловлено электростатическими взаимодействиями между имидазольнойгруппой ИЖ и остаточными силанольными гидроксильными группамистационарной фазы (Рис.

4). В результате количество свободных групп –ОНсорбента резко снижается, что и приводит к уменьшению асимметрии пиков и,как следствие, к росту эффективности.В[51]изучаласьзависимостьэффективностииселективностиразделения эфедринов от концентрации ионной жидкости С4MImBF4 в составеэлюента. В отсутствии ИЖ пики характеризуются низкой эффективностью, ипри этом псевдоэфедрин и метилэфедрин не разделяются (Рис. 5).20Рис. 5.

Хроматограммы модельной смеси эфедринов. Условия: колонкаС18 (5 µm, 100 × 4.6 mm I.D.), скорость потока – 1 мл/мин; 252 нм; элюент –раствор соляной кислоты (рН = 3.0) с добавкой С4MImBF4: а) 0 мМ, b) 2.6 мМ,c) 5.2 мМ, d) 20.8 мМ, е) 62.4 мМ. Пики: 1 – норэфедрин, 2 – эфедрин, 3 –псевдоэфедрин, 4 – метилэфедрин [51].Катионы ИЖ могут связываться с радикалами С18 за счет гидрофобныхвзаимодействий, в результате образуется бислой, поверхность которогопредставляет собой положительно заряженные имидазольные группы.За счет электростатического отталкивания положительно заряженныеаналиты практически не взаимодействуют со стационарной фазой, и временаудерживания аналитов, соответственно, снижаются.21Природа аниона также существенным образом влияет на разделениекатехоламинов: как и в случае β-блокаторов, параметры удерживанияувеличивались при замене анионов Cl- на анионы BF4- (Рис 6)..FH3CN+NFB–FFCH3С2MImBF4FB–FH3CN+NFFCH3С3MImBF4FH3CB–FN+NFFCH3С4MImBF4H3CCl–N+NCH3С4MImClРис.

6. Хроматограммы модельной смеси эфедринов. Условия: колонкаС18 (5 µm, 100 × 4.6 mm I.D.), скорость потока – 1 мл/мин; 252 нм, элюент–раствор соляной кислоты вода (рН = 3.0) с добавкой А) 10.4 мМ С2MImBF4, В)10.4 мМ С3MImBF4, С) 10.4 мМ С4MImBF4, D) 10.4 мМ С4MImCl.

1 –норэфедрин, 2 – эфедрин, 3 – псевдоэфедрин, 4 – метилэфедрин [51].Ионные жидкости в составе ПФ не только блокируют силанольныегруппы на поверхности сорбента [35], но могут выступать по отношению к22разделяемым аналитам и в качестве ион-парного агента [52]. В [53]установлено, что многослойная абсорбция ИЖ влияет на удерживаниеионогенных аналитов. Если же аналиты обладают кислотными свойствами илиявляютсяцвиттер-ионнымисоединениями,ихфакторыудерживанияпрактически не меняются [28]. На селективность разделения влияют иводородные связи между имидазолиевым катионом ИЖ и его противоиономили аналитом [54].

При этом определяющими являются длина алкильногорадикала и степень замещения в имидазолиевом катионе [55]. В зависимости отструктуры ИЖ механизм подавления остаточных силанольных групп можетсущественно меняться [56, 57]. В [44] показано, что введении ИЖ в составподвижнойфазыприводиткизменениюдоминирующегомеханизмаразделения аналитов, о чем свидетельствует иной порядок элюирования βблокаторов в присутствии ИЖ (Рис.

7).В)Б)Г)ПоглощениеПоглощениеА)Время, минВремя, минРис. 7. Хроматограммы β-адреноблокаторов на колонках Zorbax SB-С18(А и Б) и Nucleosil (В и Г) (150 мм×4.6 мм, 3,5 мкм): (А) 15.8 % CH3CN; (Б) 10.0% CH3CN 23.2 мМ C6MImBF4; (В) 18.1 % CH3CN; (Г) 10.0 % CH3CN 24.4 мМC6MImBF4 [44].23В отсутствии ионной жидкости в элюенте разделение β-блокаторовхарактеризуется низкой эффективностью. При добавлении C6MImBF4, катионыИЖадсорбируютсянаповерхностифазыС18,блокируясвободныесиланольные ОН-группы и предотвращая их взаимодействие с положительнозаряженными молекулами лекарственных препаратов.

Разделение аналитов, вэтомслучае,происходитпреимущественнозасчетгидрофобныхвзаимодействий с алкильными радикалами стационарной фазы, что в своюочередь, приводит к уменьшению времен удерживания и асимметрии пиков.ИЖ в составе подвижных фаз применяются не только для подавлениядействия остаточных групп -ОН, но и в качестве хромофорных добавок,обеспечивающех обнаружение не поглощающих в УФ-области аналитов вусловияхкосвенноговысокочувствительныхдетектированиядетекторов,таких[58-60].какИспользованиефлуориметрическийилиэлектрохимический способствует снижению пределов обнаружения аналитов иустранению одного из ограничений применения ИЖ в ВЭЖХ, связанное с ихпоглощением в УФ-области [38, 47].Так, добавление тетрафторбората 1-бутил-3-метилимидазолия в ПФпозволило не только увеличить селективность разделения гетероциклическихароматических аминов, но и нивелировать «эффект памяти» при проведениитвердофазной микроэкстракции [47].

Эти же авторы показали, что введение ИЖв элюент при использовании электрохимического детектирования значительноснижаетуровеньшумовпосравнениюсацетатомаммония[46].Использованию подвижных фаз, содержащих ионные жидкости, посвященыобстоятельные обзоры [50, 61].I.2.1.2. Ионные жидкости как компоненты стационарных фазНаряду с добавками в элюент, ИЖ применяют в ВЭЖХ и в качествестационарных фаз, например, иммобилизуют на поверхность носителяпосредством ковалентного связывания или за счет полимеризации одного из24составляющего ее ионов [62]. В принципе, существует пять различных видовстационарных фаз на основе ИЖ (Рис.